Elektroingenieure stehen häufig vor dem Dilemma zur Bestimmung der optimalen Anzahl von Schichten für aPCB -Design. Ist es besser, mehr Schichten oder weniger Schichten zu verwenden? Wie treffen Sie die Entscheidung über die Anzahl der Ebenen für eine Leiterplatte?
1.Was bedeutet die PCB -Schicht?
Die Schichten einer Leiterplatte beziehen sich auf die Kupferschichten, die mit dem laminiert sindSubstrat. Außer aufEinschicht-PCBsDas hat nur eine Kupferschicht, alle PCBs mit zwei oder mehr Ebenen haben eine gleichmäßige Anzahl von Schichten. Die Komponenten werden auf die äußerste Schicht gelötet, während die anderen Schichten als Kabelverbindungen dienen. Einige High-End-PCB werden jedoch auch Komponenten in die inneren Schichten einbetten.
PCBs werden verwendet, um verschiedene elektronische Geräte und Maschinen in verschiedenen Branchen herzustellen, wie z.Unterhaltungselektronik, Automobile,Telekommunikation, Luft- und Raumfahrt, Militär und Medizin
Branchen. Die Anzahl der Schichten und die Größe einer bestimmten Karte bestimmt die Leistung undKapazitätder PCB. Mit zunehmender Anzahl der Schichten auch die Funktionalität.
2.Wie die Anzahl der PCB -Schichten bestimmen?
Bei der Entscheidung über die entsprechende Anzahl von Schichten für eine PCB ist es wichtig, die Vorteile der Verwendung zu berücksichtigenMehrere Schichtengegen Einzel- oder Doppelschichten. Gleichzeitig ist es auch notwendig, die Vorteile einer einzelnen Schicht -Design gegenüber denen von mehrschichtigen Designs zu berücksichtigen. Diese Faktoren können aus den folgenden fünf Perspektiven bewertet werden:
2-1. Wo wird die PCB verwendet?
Bei der Ermittlung der Spezifikationen für eine PCB -Platine ist es entscheidend, die beabsichtigte Maschine oder Ausrüstung zu berücksichtigen, in der die PCB verwendet wird, sowie die spezifischen Anforderungen an die Leiterplatte für solche Geräte. Dies beinhaltet das Erkennen, ob die PCB -Karte in hoch entwickelter und verwendet wird
Komplexe elektronische Produkte oder in einfacheren Produkten mit grundlegender Funktionalität.
2-2. Welche Arbeitsfrequenz wird für die PCB benötigt?
Das Problem der Arbeitsfrequenz muss beim Entwerfen einer PCB berücksichtigt werden, da dieser Parameter die Funktionalität und Kapazität der PCB bestimmt. Für höhere Geschwindigkeits- und Betriebsfähigkeiten sind mehrschichtige PCBs von wesentlicher Bedeutung.
2-3.Was ist das Projektbudget?
Andere zu berücksichtigende Faktoren sind die Herstellungskosten von Single
und Doppelschicht-PCBs gegen mehrschichtige PCBs. Wenn Sie eine PCB mit einer möglichst hohen Kapazität wünschen, sind die Kosten zwangsläufig relativ hoch.
Einige Leute fragen nach der Beziehung zwischen der Anzahl der Schichten in einer PCB und ihrem Preis. Je mehr Schichten eine PCB hat, desto höher sein Preis. Dies liegt daran, dass das Entwerfen undHerstellungEine mehrschichtige PCB dauert länger und kostet daher mehr. Das folgende Diagramm zeigt die durchschnittlichen Kosten für mehrschichtige PCBs für drei verschiedene Hersteller unter folgenden Bedingungen:
PCB -Bestellmenge: 100;
PCB -Größe: 400 mm x 200 mm;
Anzahl der Schichten: 2, 4, 6, 8, 10.
Die Tabelle zeigt den Durchschnittspreis von PCBs von drei verschiedenen Unternehmen an, ohne die Versandkosten. Die Kosten einer PCB können mithilfe von PCB -Anführungswebsites bewertet werden, mit denen Sie verschiedene Parameter wie Leitertyp, Größe, Menge und Anzahl der Ebenen auswählen können. Diese Tabelle bietet nur eine allgemeine Vorstellung von den durchschnittlichen PCB -Preisen von drei Herstellern, und die Preise können je nach Anzahl der Schichten variieren. Versandkosten sind nicht enthalten. Wirksame Taschenrechner sind online verfügbar, bereitgestellt von den Herstellern selbst, um den Kunden die Kosten ihrer gedruckten Schaltungen basierend auf verschiedenen Parametern wie Leitertyp, Größe, Menge, Anzahl der Schichten, Isolationsmaterial, Dicke usw. zu bewerten.
2-4. Was ist die erforderliche Lieferzeit für die PCB?
Die Lieferzeit bezieht sich auf die Zeit, die für die Herstellung und Bereitstellung von Einzel-/Doppel-/Mehrschicht -PCBs benötigt wird. Wenn Sie eine große Menge an PCB erzeugen müssen,Lieferzeitmuss berücksichtigt werden. Die Lieferzeit für einzelne/doppelte/mehrschichtige PCBs variiert und hängt von der Größe des PCB -Bereichs ab. Wenn Sie bereit sind, mehr Geld auszugeben, kann die Lieferzeit verkürzt werden.
2-5. Welche Dichte- und Signalschicht benötigt die PCB?
Die Anzahl der Schichten in einer Leiterplatte hängt von der Stiftdichte und den Signalschichten ab. Beispielsweise erfordert eine Stiftdichte von 1,0 2 Signalschichten, und wenn die Stiftdichte abnimmt, steigt die Anzahl der erforderlichen Schichten. Wenn die Pindichte 0,2 oder weniger beträgt, sind mindestens 10 Schichten PCB erforderlich.
3.Advantations verschiedener PCB-Schichten-Einzelschicht-/Doppelschicht/Mehrschicht.
3-1. Einschicht-PCB
Die Konstruktion einer einschichtigen PCB ist einfach und besteht aus einer einzelnen Schicht aus gepressten und geschweißten Schichten von elektrisch leitfähigem Material. Die erste Schicht ist mit einer kupferbekleideten Platte bedeckt, und dann wird eine lötenresistente Schicht aufgetragen. Das Diagramm einer einschichtigen PCB zeigt normalerweise drei farbige Streifen, um die Schicht und ihre beiden Abdeckschichten darzustellen-grau für die dielektrische Schicht selbst, braun für die kupfergekleidete Platte und grün für die Lötresist-Schicht.
Vorteile:
● Niedrige Herstellungskosten, insbesondere für die Produktion von Unterhaltungselektronik, was eine höhere Kosteneffizienz aufweist.
● Die Montage von Komponenten, Bohren, Löten und Installation sind relativ einfach und dieProduktionsprozessist weniger wahrscheinlich, dass es auf Probleme stoßen.
● Wirtschaftlich und für die Massenproduktion geeignet.
● Ideale Wahl für Designs mit niedriger Dichte.
Anwendungen:
● Grundlegende Taschenrechner verwenden einschichtige PCBs.
● Funkgeräte, wie z. B. preisgünstige Funkwecker in allgemeinen Warengeschäften, verwenden typischerweise einschichtige PCBs.
● Kaffeemaschinen verwenden häufig einschichtige PCBs.
● Einige Haushaltsgeräte verwenden einschichtige PCBs.
3-2. Doppelschichtplatine
Doppelschicht-PCB hat zwei Schichten Kupferbeschichtung mit einer Isolierschicht dazwischen.Komponentenwerden auf beiden Seiten der Platine platziert, weshalb es auch als doppelseitige PCB bezeichnet wird. Sie werden hergestellt, indem zwei Kupferschichten mit einem dazwischen liegenden dielektrischen Material angeschlossen werden, und jede Seite des Kupfers kann verschiedene elektrische Signale übertragen. Sie eignen sich für Anwendungen, die hohe Geschwindigkeits- und kompakte Verpackungen erfordern.
Elektrische Signale werden zwischen den beiden Kupferschichten geleitet, und das dielektrische Material zwischen ihnen hilft, zu verhindern, dass diese Signale sich gegenseitig beeinträchtigen. Die Doppelschicht-PCB ist die häufigste und wirtschaftlichste Leiterplatte für die Herstellung.
Doppelschicht-PCBs ähneln den einschichtigen PCBs, haben jedoch eine umgespiegelte untere untere Hälfte. Bei der Verwendung von PCBs mit Doppelschicht ist die dielektrische Schicht dicker als die von einschichtigen PCBs. Zusätzlich befindet sich die Kupferbeschaffung sowohl auf der oberen als auch auf der unteren Seite des dielektrischen Materials. Darüber hinaus sind die Ober- und Unterseite der laminierten Brett mit einer Lötresist -Schicht bedeckt.
Das Diagramm einer doppelschichtigen PCB sieht normalerweise aus wie ein dreischichtiges Sandwich, wobei eine dicke graue Schicht in der Mitte die dielektrischen, braunen Streifen auf der oberen und unteren Schicht darstellt, die das Kupfer darstellen, und dünne grüne Streifen oben und unten, die die Lötresist-Schicht darstellt.
Vorteile:
● Flexible Design macht es für eine Vielzahl von Geräten geeignet.
● kostengünstige Struktur, die sie für die Massenproduktion bequem macht.
● einfaches Design.
● Kleine Größe für verschiedene Geräte geeignet.
Anwendungen:
Doppelschicht-PCBs sind für eine Vielzahl einfacher und komplexer elektronischer Geräte geeignet. Beispiele für massenproduzierte Geräte mit Doppelschicht-PCBs sind:
● HLK-Einheiten, Heiz- und Kühlsysteme von Wohngebäuden aus verschiedenen Marken umfassen doppelte Leiterplatten.
● Verstärker, Doppelschicht-PCBs sind mit Verstärkereinheiten ausgestattet, die von vielen Musikern verwendet werden.
● Drucker, verschiedene Computerperipheriegeräte stützen sich auf doppelte PCBs.
3-3. Vierschichtige PCB
Eine 4-Layer-Leiterplatte ist eine gedruckte Leiterplatte mit vier leitenden Schichten: oben, zwei innere Schichten und unten. Beide inneren Schichten sind der Kern, der typischerweise als Kraft- oder Erdungsebene verwendet wird, während die äußeren oberen und unteren Schichten zum Platzieren von Komponenten und Routing -Signalen verwendet werden.
Die Außenschichten sind normalerweise mit einer Lötresist-Schicht mit freiliegenden Pads bedeckt, um Platzierungspunkte für die Anschließung von Geräten mit Oberflächen und Durchlochkomponenten bereitzustellen. Durch die Löcher werden typischerweise Verbindungen zwischen den vier Schichten hergestellt, die zusammen laminiert werden, um eine Platine zu bilden.
Hier ist die Aufschlüsselung dieser Schichten:
- Schicht 1: Unterschicht, normalerweise aus Kupfer. Es dient als Grundlage der gesamten Leiterplatte und unterstützt die anderen Schichten.
- Schicht 2: Leistungsschicht. Es wird so benannt, weil es allen Komponenten auf der Leiterplatte sauber und stabil versorgt.
- Schicht 3: Grundebene Schicht, dient als Bodenquelle für alle Komponenten auf der Leiterplatte.
- Layer 4: Oberschicht, die zum Routing -Signalen und zur Bereitstellung von Verbindungspunkten für Komponenten verwendet wird.
In einem 4-layeren PCB-Design werden 4 Kupferspuren durch 3 Schichten interner Dielektrikum getrennt und oben und unten mit Lötresist-Schichten versiegelt. In der Regel werden die Entwurfsregeln für 4 -schichtige PCBs unter Verwendung von 9 Spuren und 3 Farben angezeigt - braun für Kupfer, grau für Kern und Vorregulierung und grün für Lötmittelresist.
Vorteile:
● Haltbarkeit-Vierschicht-PCBs sind robuster als einschichtige und doppelte Schichten.
● Kompakte Größe - Das kleine Design von vierschichtigen PCBs kann eine Vielzahl von Geräten entsprechen.
● Flexibilität - Vierschicht -PCBs können in mehreren Arten von elektronischen Geräten, einschließlich einfacher und komplexer, funktionieren.
● Sicherheit - Durch ordnungsgemäßes Ausrichten der Strom- und Grundschichten können vierschichtige PCBs gegen elektromagnetische Interferenzen abgeschirmt werden.
● Leichtes Gewicht - Geräte, die mit vierschichtigen PCB ausgestattet sind, erfordern weniger interne Verkabelung, sodass sie normalerweise leichter sind.
Anwendungen:
● Satellitensysteme - Mehrschicht -PCBs sind in umlaufenden Satelliten ausgestattet.
● Handheld -Geräte - Smartphones und Tablets sind in der Regel mit vierschichtigen PCB ausgestattet.
● Space Exploration Equipment - Multi -Layer -gedruckte Leiterplatten bieten Strom für Raum -Explorationsgeräte.
3-4. 6 Schichten PCB
Eine 6-Schicht-PCB ist im Wesentlichen eine 4-Layer-Platte mit zwei zusätzlichen Signalschichten zwischen den Flugzeugen. Ein standardmäßiges 6-Schicht-PCB-Stackup enthält 4 Routing-Schichten (zwei äußere und zwei innere) und 2 interne Ebenen (eine für den Boden und eine für Strom).
Die Bereitstellung von 2 internen Schichten für Hochgeschwindigkeitssignale und 2 äußere Schichten für Signale mit niedrigem Geschwindigkeit verstärkt sich erheblich EMI (elektromagnetische Interferenz). EMI ist die Energie von Signalen innerhalb elektronischer Geräte, die durch Strahlung oder Induktion gestört werden.
Es gibt verschiedene Anordnungen für den Stackup einer 6-Schicht-PCB, aber die Anzahl der verwendeten Stromversorgung, Signal und Bodenschichten hängt von den Anwendungsanforderungen ab.
Ein Standard 6-SchichtPCB StackupEnthält Oberschicht - Prepreg - interne Bodenschicht - Kern - interne Routingschicht - Prepreg - interne Routingschicht - Kern - interne Leistungsschicht - Prepreg - Unterschicht.
Obwohl dies eine Standardkonfiguration ist, ist sie möglicherweise nicht für alle PCB -Designs geeignet, und es kann möglicherweise erforderlich sein, die Schichten neu zu positionieren oder spezifischere Schichten zu haben. Bei der Platzierung muss jedoch die Verkabelungseffizienz und Minimierung des Übersprechens berücksichtigt werden.
Vorteile:
● Stärke - Sechs -Schicht -PCBs sind dicker als ihre dünneren Vorgänger und daher robuster.
● Kompaktheit - Boards mit sechs Schichten dieser Dicke haben größere technische Fähigkeiten und können weniger Breite konsumieren.
● hohe Kapazität - Sechs -Schicht oder mehr PCB bieten elektronische Geräte optimale Leistung und verringern die Möglichkeit von Übersprechen und elektromagnetischen Interferenzen erheblich.
Anwendungen:
● Computer - 6 -layer -PCBs halfen dazu, die schnelle Entwicklung von PCs zu fördern und sie kompakter, leichter und schneller zu machen.
● Datenspeicher - Die hohe Kapazität von Sechs -Layer -PCBs hat in den letzten zehn Jahren Datenspeichergeräte zunehmend reichlich vorhanden gemacht.
● Brandalarmsysteme - Mit 6 oder mehr Leitertafeln werden Alarmsysteme zum Zeitpunkt der Erkennung der echten Gefahr genauer.
Wenn die Anzahl der Schichten in einer gedruckten Leiterplatte über die vierte und sechste Schicht hinaus ansteigt, werden dem Stackup leitfähigere Kupferschichten und dielektrische Materialschichten hinzugefügt.
Beispielsweise enthält eine achtschichtige PCB vier Flugzeuge und vier Signalkupferschichten - insgesamt acht - durch sieben Zeilen dielektrischer Materie verbunden. Der achtschichtige Stackup ist oben und unten mit dielektrischen Lötmaskenschichten versiegelt. Im Wesentlichen ähnelt der achtschichtige PCB-Stackup der Sechsschicht, jedoch mit einem zusätzlichen Paar Kupfer- und Prepreg-Säule.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd.
2023-6-17
Postzeit: Jun-26-2023
